國外煉油技術(shù)綜合述評課件

國外煉油綜合技術(shù)水平述評現(xiàn)狀和展望前言參考美國煉油行業(yè)有關(guān)技術(shù)資料以及2001—2020年路線圖內(nèi)容編寫用能技術(shù)分析環(huán)境保護工藝技術(shù)其它用能技術(shù)分析

煉油廠用能煉油裝置用能節(jié)能潛力煉油廠用能項目裝置凈用產(chǎn)汽損耗輸送損耗轉(zhuǎn)化損耗供能合計蒸汽系統(tǒng)6102241791081120燃料及冷卻系統(tǒng)1874723292275馬達系統(tǒng)94594193公用設(shè)施5353自備電站(55)1818其它7310合計26382422565343669煉油廠用能統(tǒng)計表內(nèi)采用平均值如下:損失率數(shù)據(jù)1蒸汽系統(tǒng):鍋爐20%蒸汽線路和疏水器20%

蒸汽輸送和換熱器15%2動力系統(tǒng):常規(guī)發(fā)電45%(4748MJ/kWh)

聯(lián)合循環(huán)發(fā)電24%(6541MJ/kWh)3能源輸送:電力和燃料系統(tǒng)3%煉油廠用能4能源轉(zhuǎn)換

裝置加熱爐15%

冷卻系統(tǒng)工程0%

裝置內(nèi)運輸系統(tǒng)50%

電解槽15%其它10%5馬達系統(tǒng)泵40%冷凍機5%

風扇40%壓縮空氣80%

電機定子線圈5%

物料輸送5%

物料加工(研磨)90%

煉油廠用能美國煉油廠用能資料PJ/a

年分總用能

19852711非燃料產(chǎn)品

19883210所用能源

19913052未計入

199433261998366820023256煉油廠用能煉油廠消耗燃料分類:20021998PJ天然氣8661000電力(凈)128124渣油2274餾分油54液化石油氣2135煤10其它22122431合計32563668煉油裝置用能美國煉油裝置用能(2001)電力GWh/a其它PJ/a裝置燃料蒸汽電力折合一次能源常壓蒸餾2982594092783減壓蒸餾122134846306熱加工130-114630168催化裂化1140.57014194加氫裂化72395873189催化重整2211073416399加氫處理27128515823819脫瀝青1700.321420煉油裝置用能美國加州煉油裝置用能(2001)電力GWh/a其它PJ/a裝置燃料蒸汽電力折合一次能源常壓蒸餾492835489減壓蒸餾192113248熱加工12-254614催化裂化13078719加氫裂化2212179452催化重整35639045加氫處理7239128275脫瀝青20302煉油裝置用能裝置燃料蒸汽電力折合一次能源烷基化21522622芳烴0010瀝青50625異構(gòu)化1355220潤滑油12016114制氫990313101硫回收0-1316-15其它13795031合計3321037094523煉油裝置用能裝置單位加工量能耗對比104Kcal/t裝置美國資料1美國資料2美國加州中國石化常壓蒸餾24.318.920.3常減壓減壓蒸餾20.614.918.212.1熱加工36.629.315.727.1催化裂化17.716.713.969.3加氫裂化62.040.449.552.5催化重整68.657.561.0107.4加氫處理35.520.922.817.9烷基化83.375.2107.2裝置節(jié)能潛

力美國資料介紹了十多類煉油裝置在蒸汽系統(tǒng)的節(jié)能潛力，預(yù)測今后通過研究開發(fā)采用新工藝和設(shè)備可使系統(tǒng)總用能從當前的950PJ降低136PJ，其中常減壓蒸餾裝置從369PJ降低71PJ。資料還介紹了十多類煉油裝置在加熱爐系統(tǒng)的節(jié)能潛力，預(yù)測今后通過研究開發(fā)采用新工藝和設(shè)備可使系統(tǒng)總用能從當前的2488PJ降低360PJ，其中常減壓蒸餾裝置從880PJ降低126PJ能量利用效率從能源生產(chǎn)端（起點）到最終用戶端（終點）的能量綜合利用效率能充分反映能源的有效利用程度，應(yīng)引起普遍關(guān)注。國外對油氣資源的利用效率形象地稱為<從油井到車輪>(FromWelltoWheelEfficiency)或簡稱WTW效率，即各項生產(chǎn)環(huán)節(jié)效率WTT（從油井到汽車油箱）與應(yīng)用環(huán)節(jié)效率TTW(從汽車油箱到車輪）的乘積。

WTW=（WTT）（TTW）能量利用效率WTW舉例油井--原油船運--煉油廠--加油站--汽車內(nèi)燃機WTW14.2%天然氣井--液化天然氣--壓縮天然氣--汽車內(nèi)燃機WTW26.4%天然氣井--管輸--制氫--壓縮氫去加氫站--汽車內(nèi)燃機WTW33.3%能量利用效率提高能量利用效率目標1找出將美國煉油廠總能耗降低10%（約節(jié)能340PJ/a）的途徑并實施。2改善常規(guī)技術(shù)的能效10%（舉例：加熱爐效率達92%）3對某些能耗高的裝置實現(xiàn)20%的節(jié)能水平技術(shù)難點1煉油過程內(nèi)在的低效（當前的分離過程和燃料轉(zhuǎn)化過程）2缺乏新型的熱聯(lián)合系統(tǒng)能量利用效率提高能效的首要研發(fā)工作近期1選定2個單元操作開發(fā)結(jié)垢控制方法

2開發(fā)烴組分的膜分離技術(shù)，提高能效20%3研究換熱器結(jié)垢部位的測試技術(shù)中期1開發(fā)設(shè)備抗垢涂層（操作溫度500以下）

2進行結(jié)垢過程變量和預(yù)防方法的現(xiàn)場驗證

3設(shè)計出將傳質(zhì)、傳熱和催化反應(yīng)結(jié)合的能效更高的設(shè)備（舉例：催化蒸餾）遠期1開發(fā)全新的替代蒸餾的低耗能技術(shù)（除膜分離外）能量利用效率結(jié)垢應(yīng)用研究領(lǐng)域烴介質(zhì)結(jié)垢過程鐵/硫化鐵的角色結(jié)垢過程瀝青質(zhì)和非瀝青質(zhì)的角色不同原油組分調(diào)合對結(jié)垢影響油田化學品(硅、鈣等）對結(jié)垢影響化學清洗（溶劑、表面活性劑）環(huán)境保護

污染物排放與治理燃燒廢氣泄漏毒氣污水廢渣環(huán)境保護燃燒廢氣單位:kg/GJ

燃料SOXNOXCO顆粒物VOC

餾分油0.070.060.0150.00430.00085

渣油0.730.170.0140.00340.00038

天然氣00.060.0150.00130.00026

煉廠氣00.060.0150.00130.00026LPG00.090.0150.00300.00026

石油焦1.070.410.0130.0310.00021

發(fā)電0.620.230.0760.0170.00017環(huán)境保護煉油廠工藝廢水排放:單位m3/m3進料

裝置

排水量

裝置

排水量電脫鹽0.048加氫裂化0.048常減壓蒸餾

0.62

催化重整

0.14減粘

0.048

加氫處理

0.024焦化

0.024

烷基化

0.062流化催化裂化

0.36

另稀硫酸

0.3-0.7環(huán)境保護美國煉油廠廢渣處理(1995)單位1000t(濕基)

循環(huán)治理處置合計循環(huán)治理處置合計廢堿渣394456445FCC催化劑3293778生物質(zhì)5113873262一次油泥4214157污染土壤573158236污油乳化渣1001.40.5102浮選物6210274罐底渣1351937池沉淀物132529廢加氫催化劑230.5528隔油池污泥105116其它催化劑1.80.557

合計7343053331372環(huán)境保護廢渣內(nèi)毒物項目毒物一次油泥苯;苯并芘;鉛;鉻浮懸物鉛;六價鉻污油乳化渣鉛;六價鉻隔油池油泥鉛;六價鉻環(huán)境保護美國煉油有關(guān)環(huán)保法規(guī)CAA清潔空氣法(1970)及增補版CAAA(1990)---國家大氣質(zhì)量標準(NAAQS)國家空氣危險物排放標準(NESHAP)資源保持和恢復(fù)法(RCRA)清潔水法(CWA)安全飲用水法(SDWA)全面環(huán)境應(yīng)對、補償與責任法（CERCLA）緊急預(yù)案與社會應(yīng)知權(quán)（EPCRA）油污染法與防止泄漏措施健康標準與過程安全管理規(guī)則（OSHA）毒物管制法（TSCA）能源政策法（1992）環(huán)境保護當前可行最佳技術(shù)BPT限制值

kg/1000m3原油項目全煉油廠常減壓蒸餾+催化裂化+焦化+加氫處理總懸浮物23.910.312.5油和脂9.13.74.6酚類0.20.0770.10氨氮10.81.38.5硫化物0.160.0680.083總鉻0.480.200.25六價鉻0.0310.200.016BOD529.112.115.7COD199.460.7109.4環(huán)境保護美國煉油業(yè)1995年投入55億美元用于環(huán)保30%煉油廠排放毒物比1988年減少26%40%煉油廠將54%廢渣循環(huán)使用,而1987年只有22%1992年開始實行新配方汽油美國環(huán)保制定的MACT標準使煉油業(yè)投資2.8-3.2億美元,年操作費增1.5-1.9億美元NAAQS關(guān)于臭氧與微細顆粒物標準(尚未實施)將使煉油業(yè)投資31億美元,年操作費增5.6億美元1992年起,煉油業(yè)污水排放量明顯下降環(huán)境保護美國煉油廠溫室氣體排放(百萬噸/年)

1996年總排放CO2量221其中:煉廠氣92.0渣油4.3

石油焦53.4購入蒸汽3.8

天然氣42.2LPG1.7

購入電力20.4非成品油2.6環(huán)境保護美國煉油業(yè)排放非CO2溫室氣體量

1甲烷(1995)---分解產(chǎn)物82(1000t)

儲罐2

火炬22氯化合物(1993)----三氯乙烷75(t)CFC1289

四氯化碳9

環(huán)境保護今后的環(huán)保特點：1生產(chǎn)同時關(guān)注環(huán)保2從生產(chǎn)到消費過程產(chǎn)品全密閉（無毒品泄漏）3減輕社會的環(huán)境負擔（向零排放靠近）4即使加工劣質(zhì)原油時對環(huán)境也無影響5用可靠的科學方法對有風險的環(huán)保問題作出決策6煉油廠組成能適應(yīng)更劣質(zhì)原料7大大改進監(jiān)測手段，及時自動消除污染物排放8采用無泄漏儲罐環(huán)境保護環(huán)保目標1排放標準居領(lǐng)先地位2影響社會的水體泄漏事故減少75%3每5年公布一次環(huán)保改進成績4找出實現(xiàn)零排放的途徑并實施5經(jīng)常將環(huán)境情況和基于危害的標準比較6繼續(xù)改進危險評估工具7減少固定和移動污染源的三廢排放8降低漏油事故，降低污水含油量環(huán)境保護技術(shù)難點1

危險評估：缺少毒理學數(shù)據(jù)庫支持評估無廉價毒性評定手段2廢氣排放：無法有效廉價測出泄漏點排放源了解不充分臭氧產(chǎn)生數(shù)據(jù)不足，缺模型沒有恰當脫除SOX和NOX方法沒有廉價控制燃燒污染物的辦法3廢水排放：廢水中對水生物有害的成分知識不足水循環(huán)回用成本如何降低環(huán)境保護今后首要研究開發(fā)工作:近期1探索緩解原料成分對污水的影響。

2開發(fā)煉焦清除MTBE的工藝。中期1開發(fā)新的危險評估方法,強調(diào)以下三個領(lǐng)域(1)對人體的毒性(2)從動物試驗推祘到人體的不確定性(3)

評估工具采用保守假定的新途徑。

2探索更好標識空氣中毒物來源的方法。

3開發(fā)測量PM2.5的分析和采樣新技術(shù),增加數(shù)據(jù)庫有關(guān)因子資料兩倍。環(huán)境保護

4改進遠距離傳感性能，重點針對污染地區(qū)和隱蔽地區(qū)。

5開發(fā)幾種改進的泄漏檢查和修理系統(tǒng)，強調(diào)便攜性、靈敏度和低費用。

6至少開發(fā)兩種脫除原油中污染物的新技術(shù)以減輕對煉油污水的沖擊。

7通過廉價的數(shù)據(jù)采集方法以及不確定數(shù)據(jù)的量化方法，改進臭氧數(shù)學模型。改進煉油工藝今后煉油工藝特點加工不同質(zhì)量的原油的靈活性。工廠實行嚴格自動控制，主要是智能控制。工廠完全自動化，不需維修、不需化驗、按最小庫存量操作。加工更多采用生物技術(shù)。就地應(yīng)用有效的、易于掌握的工藝模型。離子液體取代固體催化劑。新工藝滿足新產(chǎn)品和新產(chǎn)品標準要求。改進煉油工藝改進煉油工藝的總目標：

改進過程收率使原油資源充分利用（接近100%）改進煉油工藝的難點

工藝過程1缺少可替代的工藝。

2目前使用的催化劑選擇性較差。

3掌握生物催化過程的知識過少。

工藝過程模型

1缺乏將已知數(shù)據(jù)向外延伸的模型改進煉油工藝

2煉油過程模型不配套。

3不能建立原料組成和物性以及污染物排放的關(guān)聯(lián)。

測量和傳感

1對迅速準確獲得原料和產(chǎn)品的化學組成無能為力。

2化學組成分析儀器短缺。

3供全廠監(jiān)測的遠距離傳感器短缺。改進煉油工藝改進煉油工藝的首要研究開發(fā)工作近期1開發(fā)至少五個參數(shù)（化學組成和物性）以上的實時測量能力。

2開發(fā)取得支持新模型的工藝數(shù)據(jù)的測量手段。

3充實混合物化學組成與物性基本關(guān)系的知識。中期1開展從工廠過程測量中捕集的知識進行自動建模的機理研究。

2通過建模技術(shù)和輸入數(shù)據(jù)使其能預(yù)測產(chǎn)品收率、組成及物性，然后用于過程控制和監(jiān)測。改進煉油工藝改進煉油工藝的首要研究開發(fā)工作

3開發(fā)柴油深度加氫脫硫的改進催化劑。開發(fā)至少5種用于低溫環(huán)境的催化劑耐硫、耐氮催化劑壽命延長兩倍

4開發(fā)單一品種、不耗能的生物催化劑用于烴和雜原子轉(zhuǎn)化遠期1探索至少三種烴加工的途徑